Схема реверсивного пускателя

Для переключения вращения электропривода в прямом и обратном направлении применяется схема реверсивного пускателя. Ниже рассмотрены пусковые и рабочие режимы, защитные мероприятия. Дополнительные рекомендации предотвратят ошибки при монтаже и аварии в процессе эксплуатации.

Нереверсивное подключение электродвигателя

Сначала следует рассмотреть относительно простой вариант, когда электрический двигатель выполняет свои функции с вращением только в одном направлении. Такие решения вполне достаточны для насосных станций, компрессорных установок.

В этом варианте подключен трехфазный источник питания 220 V последовательно через автомат и магнитный пускатель «КМ». Реле «Р» в нулевой цепи обеспечивает защиту при чрезмерном нагреве силового агрегата. Второй контакт обмотки пускателя подсоединен к одной из фаз «С» через плавкий предохранитель «FU», ограничивающий силу тока. Двумя кнопками устанавливают соответствующие режимы: «Пуск» и «Стоп».

Нереверсивный запуск

Включение автомата – подготовительный этап. Электродвигатель начинает вращение после нажатия кнопки «Пуск». Это действие подключает питание обмоток. Силой магнитной индукции якорь перемещается в нужное положение. Комбинированный контактор пускателя подает напряжение на рабочие обмотки. В этом положении шунт замыкает вспомогательную цепь, что сохраняет питание силового агрегата в рабочем режиме при отжатой кнопке.

Остановка

Для остановки нажимают «Стоп». В этом положении отключается питание катушек пускателя. Пружина перемещает якорь в исходное положение с одновременным размыканием силовых контактов.

Защита двигателя при нереверсивном пуске

При попадании в механический привод посторонних предметов ток в обмотках двигателя увеличивается. Нагрев изгибает биметаллические элементы теплового реле. На определенном уровне повышения температуры цепь нулевого провода разрывается. Контактные группы «КМ» возвращаются в исходное положение. Плавкий предохранитель выполняет свои функции при коротком замыкании между витками катушки индукции магнитного пускателя.

Устройство магнитного пускателя для реверсного пуска

Стандартный пускатель состоит из следующих компонентов:

сердечник с закрепленной на нем катушкой индукции;
якорь с механизмом перемещения контактных групп;
корпус, обеспечивающий целостность конструкции вместе с защитой от внешних воздействий.

При подаче (отключении) тока питания движением якоря замыкаются (отсоединяются) соответствующие контакты силовых цепей. Реверсивные модификации создают из двух обычных пускателей, установленных на одной монтажной панели. Дополнительными проводниками обеспечивается блокировка, препятствующая одновременному включению двух изделий.

К сведению. В некоторых моделях блокировка организована с применением специальных механических приспособлений.

В этом варианте используют отдельные клавиши, которые инициируют вращение ротора в прямом и обратном направлении. Первый рабочий режим сопровождается шунтированием контактной группой «КМ1» соответствующей цепи. Если нажать после этого клавишу «Назад», ничего не произойдет.

Для активизации обратного вращения следует сначала остановить двигатель, чтобы исключить поломку. Нажатием «Стоп» (С – на рисунке ниже) отключают питающее напряжение 380 V. После можно подать ток в нужные обмотки через силовые контактные группы «КМ2».

Как подключается реверсивный пускатель

Такие пускатели применяют в станках и других устройствах, где необходимо попеременное вращение двигателя в разных направлениях. Принцип подключения однофазной сети аналогичен рассматриваемому варианту. В обоих случаях устанавливают плавкие предохранители для предотвращения повреждения цепей сильными токами.

Как происходит включение

На первой стадии основной выключатель «QF» обеспечивает подачу трех фаз на все входные контакты двух пускателей. Разомкнутая цепь управления отключает питание обмоток двигателя.

Как происходит переключение

Нажатием второй клавиши «Пуск-2» подают ток в обмотки для вращения двигателя в обратном направлении. Как видно по схеме, одновременное включение двух устройств невозможно.

Реверсивное подключение трехфазного двигателя

В остановленном положении система управления готова к работе. Однократным нажатием «Пуск-1» подают питание на обмотки для вращения ротора в прямом направлении. Шунт поддерживает целостность электрической цепи после возврата кнопки пружиной в исходное положение.

Переключение системы при противоположном вращении

Первый пускатель отключается, так как электромагнитный привод второго разрывает цепь контактной группы «КМ2» (схема реверс).

Изменение поворотного движения

Изменение режимов через остановку предотвращает быструю подачу напряжения на другие обмотки электродвигателя. Действие с определенной временной задержкой предотвращает механические повреждения, исключает сильные броски напряжения при подключении к источнику нагрузки с индуктивными характеристиками.

Схема подключения

Далее подробно рассмотрена однолинейная схема подключения реверсивного магнитного пускателя.

После включения силового автомата QF питание поступает на верхнюю группу контактов пускателей. Цепь управления подключается к фазе «А» и нейтральному проводнику, но находится в разомкнутом состоянии, которое поддерживается соответствующим положением элементов: SB2 (3), КМ 1.1. (2.1.).

Работа цепей управления при вращении двигателя влево

Однократное нажатие кнопки «Влево» подает питание на катушку для перемещения якоря и замыкания контактов КМ2. Шунт КМ 1.1. поддерживает целостность электрической цепи в рабочем режиме.

Работа цепей управления при вращении двигателя вправо

Для активации противоположного вращения меняют местами две фазы на обмотках двигателя. Предварительно нажимают «Стоп» (SB1), так как без этой промежуточной операции включить второй реверсивный магнитный пускатель не получится.

Силовые цепи

На следующих рисунках показано, как именно переключаются обмотки в схеме реверсивного пуска для вращения ротора в одну и другую стороны. Фаза «А» остается на том же месте. Меняются местами «В» и «С».

Защита силовых цепей от короткого замыкания или «защита от дурака»

Если переключение пускателей выполнить без перерыва, две фазы будут одновременно поданы на силовые клеммы КМ1. Короткое замыкание повредит конструкцию. Для предотвращения подобных ситуаций применяют отдельные контактные группы (КМ 2.2. и КМ1.2.), которые устанавливают перед катушками КМ1 и КМ2. При подключении этих устройств, кроме соответствия по нагрузкам, отдельное внимание следует уделить корректному монтажу и защитным мероприятиям.

Читать еще: Что такое пастель для двигателя

Следует учитывать особенности решения разных практических задач. Так, асинхронный двигатель подключают через пусковой конденсатор. Обеспечить функциональность пускателя от источника постоянного напряжения можно. Однако в этом случае понадобится ограничить силу тока специальным резистором, чтобы предотвратить повреждение катушки. Придется подобрать оптимальное электрическое сопротивление для сохранения работоспособности привода якоря.

Видео

Реверсивный запуск асинхронного электродвигателя

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Реверсивный запуск асинхронного электродвигателя

Реверсивная схема подключения магнитного пускателя

Для того, чтобы запускать электродвигатель в прямом и обратном направлении применяется реверсивная схема управления на магнитном пускателе. В этой статье подробно рассмотрена пошаговая работа схемы. Схему, в которой двигатель работает только в одном направлении, без реверса, смотрите в статье нереверсивная схема подключения магнитного пускателя .

В заключении этой статьи смотрите видео, демонстрирующее детальную работу схемы реверсного пуска двигателя.

Вначале рассмотрим реверсивную схему подключения с катушкой магнитного пускателя на 220В, а затем работу схемы.

Фазы А,В и С питающего напряжения подводятся к клеммам асинхронного двигателя через:

— 3-х полюсный автоматический выключатель , который защищает всю схему и позволяет отключать питающее напряжение;

— поочередно через три пары силовых контактов магнитных пускателей КМ1 и КМ2 ;

— тепловое реле Р , которое служит для защиты от перегрузок.

Для того, чтобы изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, необходимо поменять местами подключение любых двух фаз!

Для этого в цепь обмотки двигателя включены силовые контакты от двух пускателей, которые подключаются поочередно, меняя чередование фаз. В нашей схеме при вращении вперед последовательность фаз такая — А, В, С. При вращении назад — С, В, А. Т.е. чередование фаз А и С меняется местами.

Катушки магнитных пускателей с одной стороны подключены к нулевому рабочему проводнику N через нормально-замкнутый контакт теплового реле Р, с другой, через кнопочный пост к фазе С .

Кнопочный пост состоит из 3-х кнопок:

1) нормально-разомкнутой кнопки ВПЕРЕД ;

2) нормально-разомкнутой кнопки НАЗАД ;

3) нормально-замкнутой кнопки СТОП .

К кнопке ВПЕРЕД параллельно подключен нормально-разомкнутый вспомогательный контакт пускателя КМ1 , и соответственно, к кнопке НАЗАД — нормально-разомкнутый вспомогательный контакт пускателя КМ2 .

Также в цепь питания обмотки пускателя КМ1 включен нормально-замкнутый контакт пускателя КМ2 , а в цепь обмотки пускателя КМ2 , включен нормально-замкнутый контакт пускателя КМ1 . Это сделано для блокировки, чтобы предотвратить запуск двигателя назад, когда он вращается вперед, и наоборот. Т.е. запустить двигатель в любую из сторон можно только из положения останова.

Переводим рычаг трехполюсного автоматического выключателя во включенное положение, его контакты замыкаются, схема готова к работе.

Нажимаем кнопку ВПЕРЕД . Цепь питания обмотки магнитного пускателя КМ1 замыкается, якорь катушки втягивается, замыкает силовые контакты КМ1 и вспомогательный нормально-открытый контакт КМ1 , который шунтирует кнопку ВПЕРЕД .

Одновременно вспомогательный нормально-замкнутый контакт КМ1 размыкает цепь управления магнитным пускателем КМ2 , блокируя тем самым возможность запуска реверса двигателя.

Три питающих фазы в последовательности А,В,С подаются на обмотки двигателя и он начинает вращаться вперед.

Отпускаем кнопку ВПЕРЕД, она возвращается в исходное нормально-разомкнутое состояние. Теперь питание на обмотку пускателя КМ1 подается через замкнутый вспомогательный контакт КМ1 . Двигатель запущен и вращается вперед.

Останов двигателя из положения ВПЕРЕД

Для остановки двигателя или для запуска в другую сторону, необходимо сначала нажать кнопку СТОП .Питание цепи управления размыкается. Якорь магнитного пускателя КМ1 под действием пружины возвращается в исходное состояние. Силовые контакты размыкаются, отключая питающее напряжение от электродвигателя. Двигатель останавливается.

Одновременно с этим размыкается вспомогательный контакт КМ1 в цепи питания обмотки пускателя КМ1 и замыкается вспомогательный контакт КМ1 в цепи питания пускателя КМ2 .

Отпускаем кнопку СТОП. Она возвращается в исходное, нормально-замкнутое положение. Но поскольку вспомогательный контакт КМ1 разомкнут, питание на обмотку пускателя КМ1 не подается, двигатель остается выключенным и схема готова к следующему запуску.

Чтобы запустить двигатель в обратном направлении, нажимаем кнопку НАЗАД .

Питание подается на обмотку пускателя КМ2 . Он срабатывает, замыкая силовые контакты КМ2 в цепи питания двигателя, и вспомогательный контакт КМ2 , который шунтирует кнопку НАЗАД . Одновременно с этим, другой вспомогательный контакт КМ2 разрывает цепь питания пускателя КМ1 .

На обмотки двигателя подаются три фазы в порядке С,В,А, он начинает вращаться в другую сторону.

Отпускаем кнопку НАЗАД . Она возвращается в исходное положение, но питание на обмотку пускателя КМ2 продолжает поступать через замкнутый вспомогательный контакт КМ2 . Двигатель продолжает вращаться в обратном направлении.

Останов двигателя из положения НАЗАД

Для останова повторно нажимаем кнопку СТОП . Цепь питания обмотки пускателя КМ2 размыкается. Якорь возвращается в исходное положение, размыкая силовые контакты КМ2 . Двигатель останавливается. Одновременно с этим, вспомогательные контакты КМ2 возвращаются в исходное состояние.

Отпускаем кнопку СТОП , схема готова к следующему пуску.

Пуск и реверсирование дизелей

Для пуска дизеля необходимо, преодолев сопротивление трущихся частей подвижных деталей и навешенных механизмов, сообщить коленчатому валу такую частоту вращения, при которой станет возможным самовоспламенение топлива, подаваемого в цилиндры.

Читать еще: Что такое двигатель зид

Для судовых дизелей наибольшее распространение получил способ пуска сжатым воздухом, как наиболее быстрый и безотказный.

На рис. 66 показана схема пуска дизеля сжатым воздухом. Пусковой баллон 2 содержит запас сжатого воздуха. Емкость баллона по Правилам Регистра СССР должна быть такой, чтобы обеспечивалось 12 пусков реверсивного и шесть пусков нереверсивного дизеля без подкачки воздуха в баллон. Давление воздуха в баллоне зависит от степени быстроходности дизеля: для тихоходных дизелей достаточно давление 3000—6000 кН/м 2 (30—60 кгс/см 2 ), а для быстроходных 5000—9000 кН/м 2 (50—90 кгс/см 2 ). Когда клапан пускового баллона открыт, сжатый воздух по трубопроводу поступает к распределителю 1 пускового воздуха, откуда поочередно подводится к автоматическим пусковым клапанам 3 цилиндров в соответствии с порядком их работы. При достижении пусковой частоты вращения включается подача топлива, которое воспламеняется из-за высокой температуры сжимаемого в цилиндрах воздуха. Как только дизель начнет работать на топливе, подачу пускового воздуха прекращают. У дизелей с цилиндрами большой емкости подачу воздуха в цилиндры производят через пусковые клапаны с пневматическим приводом. В этом случае пусковые клапаны открываются воздухом, поступающим к ним от воздухораспределителя. При наличии таких клапанов период впуска воздуха в цилиндр определяется продолжительностью сообщения главной магистрали пускового воздуха с воздушной полостью клапана. Благодаря этому пусковой клапан не может открыться в момент, когда давление в рабочем цилиндре будет превышать давление пускового воздуха, что исключает попадание горячих газов в пусковой трубопровод и обеспечивает безопасность пуска двигателя воздухом с одновременной подачей топлива.

Главные двигатели судов в большинстве случаев являются реверсивными, т. е. имеют возможность изменять направление вращения коленчатого вала. Согласно Правилам Регистра СССР реверсирование осуществляется за 10—15 с.

Для осуществления реверса применяются различные устройства. Наиболее простой способ — реверсирование дизеля путем поворота барабана воздухораспределителя при симметричном профиле топливной кулачной шайбы. Такая система реверса используется на таких двухтактных дизелях, где нет необходимости в изменении фаз газообмена при работе на заднем ходу. Наиболее простым реверсивным устройством четырехтактных дизелей является такое, которое предусматривает наличие на распределительном валу двух кулачковых шайб для каждого клапана: одной для переднего, другой для заднего хода. Для изменения вращения коленчатого вала необходимо вначале остановить двигатель, выключив топливные насосы. Затем под ролики клапанного механизма и пускового распределителя воздуха нужно подвести кулачковые шайбы обратного хода, передвинув для этого распределительный вал, и вновь запустить двигатель.

Реверсивное устройство должно быть сблокировано с пусковым устройством. Применение такого комплекса дает возможность управлять двигателем как со штатного поста управления (ПУ), находящегося рядом с двигателем, так и с центрального поста управления (ЦПУ), расположенного в специальном помещении машинного отделения.

В настоящее время управление с ПУ или ЦПУ уступает место дистанционному управлению (ДУ), а также дистанционному автоматизированному управлению (ДАУ), осуществляемому из рулевой рубки судна.

Вопросы для повторения
1. По каким признакам классифицируют ДВС?

2. Изложите принцип действия четырехтактного двигателя.

3. Изложите принцип действия двухтактного двигателя.

4. Из каких основных узлов состоит двигатель?

5. Как устроены неподвижные детали двигателя?

6. Как устроены подвижные детали двигателя?

7. Как устроен и как работает распределительный вал?

8. Как устроен и как работает топливный насос высокого давления?

9. Как устроена и как работает форсунка?

10. Какие системы обслуживают двигатель?

11. Как осуществляется пуск двигателя?

12. Как осуществляется реверсирование двигателя?

13. Дайте сравнительную оценку мощности четырехтактного и двухтактного двигателей, имеющих одинаковую частоту вращения коленчатого вала и равные размеры цилиндров.

Схема реверсивного пускателя

Для пуска, остановки моторов, управления рабочими процессами, совершаемыми электродвигателями, применяются магнитные пускатели – аппараты, конструктивное исполнение которых позволяет включать и отключать электроцепи с протекающим значительным током.

Как устроен магнитный пускатель

Контакторы, как и пускатели, замыкают и размыкают электроцепи, но в устройстве аппаратов имеются различия. Контактор служит в качестве основного компонента магнитного пускателя. Он обладает тремя полюсами. Кроме него устройство содержит защитную часть и пост с кнопками для ручного управления.

Закрытие контактов пускателя обеспечивается электромагнитом. В нормальном состоянии контакты разомкнуты, а при протекании тока через катушку происходит притяжение якоря и замыкание силовой контактной группы.

Устройство магнитного пускателя

Назначение отдельных элементов:

Кнопочный узел. Обычный пускатель оснащен двумя кнопками: пуска и останова. Реверсивный аппарат имеет три. Третья служит для того, чтобы произвести запуск электромотора с обратным направлением вращения. Иногда электроаппарат оснащается сигнальными лампами. С помощью кнопок осуществляется активация контактора;
Для выполнения других операций могут служить вспомогательные нормально закрытые или открытые контакты;
Управляющий электромагнит. Напряжение на нем может быть идентичным напряжению на силовых контактах. Иногда цепи электромагнита питаются от 220 В переменного тока. Когда катушка активирована, в результате возникновения магнитной связи происходит притяжение якоря, и силовые контакты включаются. Ток течет к двигателю или другой нагрузке. При обесточивании электромагнита пружина заставляет контакты размыкаться, отключая электромотор;
Тепловое реле. Служит для защиты двигателя от повреждений в случае короткого замыкания или перегрева, связанного с перегрузкой. Обычно это биметаллическая пластина, которая, изгибаясь при нагревании, размыкает электроцепь, снимая питание с электромагнита.

Читать еще: Датчик расхода воздуха 111 двигатель

Подключение обычного пускателя

На электросхеме подключения магнитного пускателя обозначены:

QF1 – автомат для подачи питания на аппарат;
КМ – катушка электромагнита;
КМ1 и КМ1.1 – контакты катушки;
кнопки пуска и останова;
М – асинхронный электромотор.

Этапы работы схемы:

Включением QF1 и затем пусковой кнопки подается напряжение на КМ;
Электромагнит включает свои силовые контакты КМ1, подавая питающее напряжение на электромотор;
Одновременно включается вспомогательный контакт КМ1.1, который производит блокировку пусковой кнопки, позволяя току течь и при ее отпускании;
Для останова электромотора достаточно нажать на соответствующую кнопку, разрывающую питающую цепь электромагнита, якорь которого пружины возвращают на место, и силовые контакты КМ1 также отключаются.

Включением вспомогательного контакта КМ1.1 выполняется нулевая защита электромотора. При пропадании питания питающей сети или резком снижении напряжения до 0,6 Uн силовые и вспомогательный контакты электромагнита отключатся.

Важно! Когда электропитание восстановится, запуск электромотора не состоится без повторного нажатия пусковой кнопки. Если используются другие коммутационные аппараты, например, рубильник, то произойдет самопроизвольный запуск мотора, что может спровоцировать аварийную ситуацию.

Подключение реверсивного пускателя

Для выполнения обратного вращения электромотора применяется схема реверс. В конструкцию реверсивного магнитного пускателя добавляются еще один пускатель с тремя полюсами и кнопка для запуска обратного вращения.

Подключение реверсивного пускателя

Основные принципы работы схемы реверсивного пускателя:

двигательный реверс осуществляется при включении двух фаз наоборот;
должно быть выполнено схемное блокирование для недопущения одновременного подключения обеих силовых контактных групп во избежание короткого замыкания.

Поэтапная работа схемы:

При подключении автомата QF производится подача напряжения на схему;
Нажимается копка прямого запуска. Электромагнит КМ1 получает напряжение, и включается его силовая контактная группа. Одновременно дополнительный контакт КМ1.1 шунтирует пусковую кнопку, а другой контакт КМ1.2, будучи в нормальном состоянии замкнутым, отключается, разрывая питающую электроцепь контактора КМ1. Электромотор вращается в прямом направлении;

Важно! Запуск реверсивного вращения невозможен без останова двигателя.

Нажатием остановочной кнопки разрывается общая питающая цепь обоих электромагнитов, и пружины разъединяют силовые контакты КМ1. Мотор останавливается;
Теперь можно задействовать кнопку реверсивного пуска. Она подает питание на второй электромагнит КМ2. Включаются силовая контактная группа КМ2, а также дополнительные контакты. При этом КМ2.1 осуществляет блокирование кнопки реверсного вращения, а КМ2.2 разъединяет питающую электроцепь КМ1.

Важно! Чтобы схема работала безошибочно, надо обеспечить размыкание силовой контактной группы КМ1 не позднее, чем замкнутся дополнительные контакты КМ1.2 в питающей электроцепи КМ2. Для этого производят механическое регулирование контактов по якорному ходу.

В некоторых схемах пускателей выполняется двойное блокирование. Иногда дополнительно используется механическое блокирование с помощью перекидывающегося рычага.

Особенности подключения силовых контактов

Из схемы реверсивного магнитного пускателя видно, что фаза А силовых контактов обоих пускателей соединяется без изменений. А две другие фазы перевернуты наоборот. Фаза В подсоединена к фазе С, а фаза С – к фазе В. В результате на электромоторе меняется чередование фаз, и он вращается в обратном направлении.

Соединение контактов реверсивного пускателя

Подсоединение пускателя:

Фаза А питающего напряжения подсоединяется к крайнему слева входному контакту первого пускателя и затем к аналогичному контакту второго;
Выход этого контакта от первого пускателя соединяется с аналогичным выходом первого и далее идет к электромотору;
Фаза В питающего напряжения подключается к среднему контакту первого пускателя, а далее соединяется с крайним правым контактом второго;
Выход данного контакта от второго пускателя подключается к крайнему правому выходу первого пускателя. Таким образом, фаза В питания занимает место С-фазы;
C-фаза питания подводится к крайнему правому входному контакту первого пускателя, затем соединяется со средним входным контактом второго пускателя;
Средний выходной контакт второго пускателя надо соединить со средним выходным контактом второго пускателя, и С-фаза на двигатель поступит вместо В-фазы.

Как правильно установить магнитный пускатель

Корректная схема подключения – главное, но не единственное условие стабильной и безопасной работы оборудования. Необходимо обеспечить правильную эксплуатацию аппаратов.

Реверсивный магнитный пускатель

Для монтажа магнитных пускателей должны использоваться места с минимальной вибрацией и сотрясениями. Следует учитывать, что большие пусковые токи вызывают вибрацию электромоторов;
Для исключения ложного срабатывания термореле необходимо устанавливать электроаппараты вдали от источников сильного нагрева;
Монтаж производится на вертикальном основании, которое должно быть ровным и не допускать смещений в разные стороны;
Зачищенным концам подсоединяемого проводника придается кольцевая форма, так как в противном случае зажимные шайбы смогут перекоситься.

Важно! Накануне первого пуска производится тщательная проверка самого магнитного пускателя, свободы перемещения его подвижных элементов. Смазка подвижных компонентов, как и контактов, не разрешается.

Возможные дефекты магнитных пускателей и их причины:

Сильный нагрев аппарата. Причинами могут быть межвитковое замыкание в катушке (в этом случае она подлежит замене), повышенное напряжение, нарушение плотного соприкосновения контактов;
Гудение. Происходит, когда якорь прилегает не плотно. Причины кроются в попадании грязи, пониженном сетевом напряжении, нарушении подвижности компонентов.

Периодические осмотры и обнаружение дефектов являются гарантией, что не произойдет серьезных поломок, которые отразятся на работе подсоединяемого оборудования. Для этого производятся своевременная чистка аппаратов, регулирование контактов, проверка состояния катушки и якоря, измерение сопротивления изоляции.